Laborbereiche
Labore des Bereichs Maschinenbau
Ein Schwerpunkt in der Ausbildung an der Hochschule Pforzheim ist die praktische Anwendung und Vertiefung des Gelernten in Laboren. Die Fakultät für Technik verfügt über hochinnovative Labortechnik. Auch verschiedene Forschungsaktivitäten profitieren davon. Jüngst wurde ein Forschungsprojekt, an dem die Hochschule Pforzheim maßgeblich beteiligt ist, um weitere zwei Jahre verlängert: Im CCMSE (Center of Computational Materials Science and Engineering) sollen Eigenschaften von Werkstoffen mit Hilfe computergesteuerter Materialforschung und –entwicklung vorhersehbar werden und Simulationen Einblicke auf Veränderungen des Stoffes während der Bearbeitung geben.
Maschinenbau an der Hochschule Pforzheim – Engagierte Lehre, namhafte angewandte Forschung und exzellente Laborausstattung
Ein Interview mit Prof. Dr. Norbert Jost zu CCMSE, den Laboren der Fakultät für Technik und der Bedeutung von Forschungsergebnissen für die Lehre.
Prof. Jost, gerade wurde eines Ihrer Forschungsprojekte, an welchem Sie im Verbund mit sechs weiteren Forschungseinrichtungen seit zwei Jahren arbeiten, verlängert. Worum handelt es sich bei diesem genau?
Das Ziel dieser recht umfangreichen Forschungskooperation von sieben wissenschaftlichen Einrichtungen ist es, mit Hilfe computergesteuerter Materialforschung und -entwicklung die Eigenschaften von Werkstoffen vorhersehbar zu machen und mit Simulationen Einblicke in die Veränderungen des Stoffes z.B. während aber auch nach der Bearbeitung zu geben. Nach zweijähriger Forschung wurde das Projekt, an dem auch unsere Arbeitsgruppe des Werkstoffentwicklungs- und Prüflabors hier in Pforzheim wesentlichen Anteil hat, jüngst um weitere zwei Jahre verlängert, worüber wir natürlich sehr froh sind.
Die für diese Simulationen und Vorhersagen notwendigen Modelle können im besten Fall langfristige und meistens sehr kostenintensive Entwicklungen stark verkürzen.
Dieser Aufgabenstellung kann nur mithilfe modernster Laborausstattung nachgegangen werden. Welche Ausrüstung ist für das Projekt unabdingbar?
Um solche Simulationsrechnungen überhaupt erst möglich zu machen, werden riesige Datenmengen zu den realen Werkstoffgefügen und –eigenschaften benötigt. Diese so genannten Basisdaten werden von den Pforzheimer Werkstoffforschern mit Hilfe ihrer hochinnovativen Laborausstattung, insbesondere im Bereich der Mikroskopie, erarbeitet und für die nachfolgenden Projektgruppen zur Verfügung gestellt. Während zu Beginn vergleichsweise einfach aufgebaute Werkstoffsysteme untersucht wurden, rücken zukünftig auch komplexere Systeme, wie sie zunehmend auch in der industriellen Praxis eingesetzt werden, in den Focus der Pforzheimer Arbeiten. Neben der „normalen“ Mikroskopie kommen dabei auch innovative Digitalmikroskope bis hin zu einem Laser-Mikroskop zum Einsatz, bei dem statt mit normalen Licht mit Laserlicht gearbeitet und damit eine deutlich höhere Auflösung der Bilder erreicht wird. Dieses Mikroskop können wir erfreulicherweise beim Schmucktechnologischen Institut mit benutzen, was wiederum Teil unserer sehr erfolgreichen internen Kooperation mit diesem ist.
Auch im Zuge Ihrer vorangegangenen Forschungstätigkeit haben Sie immer wieder Geräte angeschafft, die auch den Studierenden zugutekommen. Welches darunter ist Ihr persönliches Highlight, über dessen Ankauf Sie sich besonders gefreut haben?
Es ist natürlich klar, dass man nur über die erfolgreiche Beantragung von so genannten Drittmitteln (also Mitteln, die über externe Unternehmen oder aber, wie jetzt hier, über staatliche Forschungsförderungsprogramme eingeworben werden und damit natürlich nicht zu Lasten des Hochschuletats gehen) u.a. die Gelegenheit hat, innovative Prüf- und Messgeräte anzuschaffen. Solche Geräte finden dann auch häufig z.B. in Labor- und/oder den diversen Projektarbeitsveranstaltungen bis hin zu Thesis-Arbeiten Eingang in die Lehre. Wir haben mittlerweile eine ganze Reihe unserer hochinnovativen Ausstattung auf diese Weise finanziert und es ist schwer, da ein Highlight zu benennen. Da ich persönlich aber die mikroskopische Untersuchung von Werkstoffen als vielleicht das wichtigste Werkzeug in der Werkstoffforschung ansehe, möchte ich hier doch unseren Heiz- und Kühlobjektträger hervorheben. Mit diesem Zusatzgerät ist es möglich, eine Werkstoffprobe direkt unter dem Mikroskop zu heizen und zu kühlen, in unserem speziellen Fall sogar in einem sehr weiten Temperaturbereich zwischen +600°C und -180°C. Auf diese Weise ist man also in der Lage, die während einer thermischen Behandlung einsetzenden inneren Gefügeveränderungen direkt zu beobachten, zu fotografieren und auch zu filmen.
Sie sind 1996 als erster Professor (nach dem Gründungsdekan) des Bereichs Maschinenbau berufen worden. Zwei größere Forschungsvorhaben gingen seither dem derzeitigen voraus. Worum ging es bei diesen?
In der Forschung hat es sich schon immer als recht förderlich erwiesen, von Zeit zu Zeit den Schwerpunkt der eigenen Arbeiten im Hinblick auf Innovationskraft und technisches Anwendungspotential ein wenig zu verlagern. Diesen nützlichen Usus haben wir auch mit dem Pforzheimer Werkstoffentwicklungs- und Prüflabor immer beherzigt. So haben wir seit 1996 drei große Schwerpunktthemen realisiert: Angefangen haben wir mit einem damals noch sehr kleinem Dreierteam mit den Formgedächtnislegierungen, eine Gruppe von Werkstoffen, die sich an vorher eingeprägte Formen „zurückerinnern“ und diese nach einer Verformung, allein gesteuert durch kleine Temperaturänderungen, selbsttätig wieder einnehmen kann. Ein weiterer Schwerpunkt wurde dann mit der langjährigen Kooperation und Förderung durch die Max- und Erni-Bühler Stiftung etabliert. Hier ging es um die Entwicklung von neuen Beschichtungskonzepten für Werkzeuge für die Kaltumformung wie z.B. Walzen. In Kooperation mit dem Fertigungstechniklabor der Hochschule und seinem Schwerpunkt in der Laserbearbeitung wurden innovative multifunktionale Hartstoffschichten entwickelt, die mittlerweile nicht nur für Walzen, sondern insbesondere auch für Stanz- und Schneidwerkzeuge geeignet erscheinen. Das aktuelle Schwerpunktthema beschäftigt sich mit Cu-Basis Legierungen, wie sie beispielsweise weltweit als Fahrdrähte für die Strecken der Hochgeschwindigkeitszüge wie dem ICE in Deutschland eingesetzt werden. Werkstoffseitig geht es um die recht komplexe Realisierung eines möglichst hochfesten Werkstoffes, der dazu noch eine möglichst maximale elektrische Leitfähigkeit besitzt; zwei Eigenschaften, die sich i.d.R. gegenseitig ausschließen, doch mit innovativen kombinierten thermischen und mechanischen Behandlungsverfahren durchaus erreichbar sind. Das eingangs erwähnte Projekt zur Simulation von Gefügen und die Bereitstellung der dafür notwendigen Basisdaten stellt in dem hier geschilderten Konsens damit keinen eigenen Schwerpunkt dar, sondern ordnet sich in erfreulicher Verträglichkeit in das aktuelle Thema ein und ergänzt dieses sogar punktuell.
Inwieweit fließen die Ergebnisse Ihrer Forschungsprojekte in Ihre Lehre ein?
Bei einer derartigen Breite der Forschungsthemen kann eigentlich grundsätzlich alles in der Lehre weiter gegeben werden. Da die Werkstoffkunde sowohl als Grundlagenvorlesung in den Studiengängen des Maschinenbaus, des Wirtschaftsingenieurwesens und ganz neu in dem Studiengang Mechatronik als auch vertiefend im Masterstudiengang Produktentwicklung Eingang findet, gibt es vielfältige Ansatzpunkte zur zielgerichteten Integration von Forschungsergebnissen. Nicht zuletzt können und werden natürlich auch die bereits oben erwähnten innovativen Mess- und Untersuchungsmethoden, hier dann aber natürlich in den Laborveranstaltungen, gezeigt und gelehrt.
Was ist Ihr Resümee der verstrichenen sieben Jahre an der Hochschule Pforzheim?
Resümierend war und ist die Forschung hier in Pforzheim sehr befriedigend und bereichernd. Neben der schon erwähnten Tatsache, dass die Prüftechnik im Labor auf einem hohen Niveau gehalten werden kann, ist es aus Sicht der Mitarbeiter (mittlerweile ist das Team des Werkstoffentwicklungs- und Prüflabors auf sechs drittmittelfinanzierte Mitarbeiter angewachsen) von ganz besonderer Wichtigkeit, Spaß an der Arbeit zu haben. Und nicht zuletzt sind die in vielerlei Hinsicht überaus positiven und wertvollen Kontakte zu anderen Forschern an Hochschulen und in Unternehmen hervorzuheben, die das Pforzheimer Werkstoffteam gerne und intensiv pflegt.